数字地质与数字矿产勘查

矿产勘探的理念,在西方国家被称为“勘探哲学”,是指导矿产勘探的思想、方法、技术、目标和组织。矿产勘查的3个基本要素是“找什么”、“哪里找”和“如何找”。随着“三要素”的发展,矿产勘查的概念正在逐渐变化,“三要素”为改变矿产勘探的概念、方法和技术提供了强大的动力。矿产勘查概念的创新是持续的勘查和开发与时俱进的结果。“数学地质学”和“信息技术”的结合被称为“数字地质学”。数字地质学是地质科学的数据分析的组成部分。地质数据科学是一种根据地质数据的特征和地质工作的需要,利用数据科学的一般方法来研究地质学的科学。数字矿产勘查是数字地质学在矿产勘查中的应用,以减少找矿的不确定性。     

生态地质研究进展与展望

生态地质学是研究生态系统与地质环境之间关系的一门交叉学科,对国土空间生态保护修复工作有重要理论支撑作用。我国生态地质研究工作虽然经过了多年的发展与积淀,但时至今日生态地质学仍然处于研究和探索阶段。鉴于此,基于前人的大量研究,总结了国内外生态地质研究进展: 国际上,俄罗斯建立了生态地质学研究体系,美国发起的地球关键带研究是与生态地质研究十分契合的主题; 在国内,生态地质研究主要着眼于”生态-地质”相互作用过程与机理以及地质环境影响下的系统性生态修复研究。在此基础上,提出了生态地质学涵义及其研究内容、方法技术创新及学科体系构建思路,以期为服务山水林田湖草沙整体保护、系统修复、综合治理和生态地质系统深化研究提供借鉴。     

多源遥感技术在地质灾害早期识别应用中的问题探讨——以西南山区为例

在对滑坡、崩塌等地质灾害的早期识别工作中,基于InSAR、光学遥感、机载LiDAR等多源遥感技术发挥了重要作用。针对应用中出现的一些问题,基于多个项目实践,总结了多源遥感技术在西南山区地质灾害早期识别领域的适用条件,提出了相应的应用建议。主要认识如下: ①InSAR对地质灾害隐患的识别效果受植被覆盖程度、地形条件和数据源类型的制约; 广域InSAR应用中,需注意数据处理关键参数的取舍问题,尽快建立InSAR识别效果的野外判定方法,统一地表形变区“变形程度”和地质灾害InSAR识别效果的评价标准; ②地质灾害光学遥感早期识别适用于“斜坡区域具有明显变形特征”、“历史斜坡灾害”、“泥石流灾害和潜在泥石流沟”这3种类型,在具体应用中应根据不同工作任务要求,选取适合的数据源,注意对地质环境背景条件的分析,不挑战“微变形”探测短板; ③相比较InSAR和光学遥感,机载LiDAR在高密度植被覆盖区地质灾害早期识别方面优势明显,在具体应用中,建议激光点云密度不少于30~50处/m²; ④贴近摄影测量技术适用于高位崩塌(危岩体)早期识别,该技术属于光学遥感范畴,识别效果同样受植被覆盖程度影响,在具体应用中应设置合理探测距离,其具体数值需根据危岩壁分布情况进行调整,建议不小于30 m; ⑤提出了“多源遥感技术手段综合应用,优势互补”“工作部署多层次布置”“注重交叉学科应用及解译人员综合培养”“尽快开展地质灾害信息化获取能力建设”等应用建议。     

内陆湖盆"深水成盐"形成条件和识别标志:以东濮凹陷与现代盐湖为例

位于我国东部的许多新生代盆地,在地质历史时期发育了巨厚的岩盐沉积。尽管这些盆地的成盐模式研究已经历了40多年,但由于缺乏“深水成盐”的现代沉积模式,到底是“深盆-深水”还是“深盆-浅水”成盐,一直难以定论。为了理解“深水成盐”的控制因素,很多现代盐湖开展了水文学和水化学调查,然而这些湖盆的矿物组合各不相同,“深水成盐”的形成条件和控制因素尚不清楚。本文对死海、佛瑞湖等“深水成盐”的现代盐湖以及我国东濮凹陷沙三段的成盐特征进行了解剖,从盐度、水深、湖平面波动以及卤水分层等角度探讨了“深水成盐”的形成条件,对比分析了“深水成盐”的相对位置以及沉积物特征,总结了“深水成盐”的识别标志。研究表明,盐岩层系在岩心和测井资料上显示出多尺度的旋回性。“深水成盐”为水深较大的洼陷中心成盐,与盆缘的“浅水成盐”同盆共存。沉积相对岩盐层系的结构和组成有明显的控制作用,其中洼陷带的“深水成盐”,主要在洼陷带的卤水-湖底沉积物界面附近,析出和增生粗晶的盐类矿物,常与富含有机质和黄铁矿的暗色泥岩共存;而湖滨附近的“浅水成盐”,单层厚度薄,结晶粒度细小,通常含有较多的陆源碎屑。死海为代表的现代盐湖以及东濮凹陷等古代成盐盆地的沉积特征表明,“深水成盐”发生于湖平面的下降期,而且卤水剖面的厚度对蒸发岩的形成分布有明显的控制作用,同时具有“深水”和“深盆”特征的内陆盐湖更容易形成单层厚度大、横向稳定的岩盐沉积。本研究有助于改变人们以往对内陆湖盆成盐机理的认知,尤其是现代盐湖的卤水分层析盐特征,对解读地质历史中的其他成盐事件具有重要启示。基于现代沉积实例的“深水成盐”识别标志,可以为古代岩盐沉积模式的建立提供限定条件。     

塔里木盆地塔河油田奥陶系数字岩心图像中生物扰动的定量表征*

生物扰动对塔里木盆地塔河油田奥陶系碳酸盐岩“基质储集体”储集性能的改造效应具有重要影响。以塔河油田奥陶系岩心为研究对象,利用Adobe^® Photoshop^® CS6软件提供的生物扰动数字图像分析软件包,对岩心数字图像中生物扰动区域进行了识别和定量表征。结果表明: (1)在生物扰动数字图像分析软件包提供的方法中,“相似像素选择法”和“魔棒法”是对生物扰动识别与定量表征最为有效的方法,但二者适用范围不同;(2)“相似像素选择法”适用于生物扰动程度较大,单个形体相对较小且离散度相对较高的情况:当生物扰动充填物和围岩基质边界对比度较大时,应用“选取相似”操作效果最好;而当生物扰动充填物和围岩基质边界对比度较小时,应用“色彩范围”操作识别效果最好;这2种操作都仅能执行1次;(3)“魔棒法”对于识别生物扰动区域形体大而分布连续,且充填物颜色不同的情况具有独到优势;该方法可以通过多次重复操作以及调整“容差”来提高生物扰动区域与围岩基质的识别度。该研究对从生物成因角度解释碳酸盐岩“基质储集体”的非均质性与分布规律、实现增强储集性能生物扰动属性表征、丰富海相碳酸盐岩储集层地质学理论、指导该类油气藏远景勘探和储量计算以及选择合理的开发方案等具有重要意义。     

对我国矿床学未来发展方向的思考

进入21世纪,特别是最近10年以来,社会发展和科技进步对矿床学研究提出了严峻的挑战和新的要求,具体表现在3个方面:学科发展前沿的挑战、国家战略布局需求和社会重大需求。其中学科发展前沿的挑战主要包括成矿模式创新研究不足、学科交叉融合程度不够、应用基础研究相对薄弱;国家战略布局需求则主要体现在“一带一路”、海洋强国和关键金属等方面;社会发展重大需求主要包括深部勘查、智能高效勘查和绿色生态勘查等方面。为了更好地应对挑战、满足需求,在未来30年为建设社会主义现代化强国、实现中华民族伟大复兴做出重要贡献,矿床学研究在未来发展中应注重以下几个方面:(1)成矿模式多维度综合研究;(2)勘查标识体系应用基础研究;(3)关键金属超常富集机制研究;(4)“一带一路”与海洋矿产研究;(5)深地勘查理论与方法集成研究;(6)智能高效绿色勘查体系研究。     

沉积相的一些术语定义的评论

近年来,在《古地理学报》(中文版和英文版)的已刊文章和来稿中,一些作者把岩石或岩石类型称作“微相”或“岩相”,把岩石薄片中的微观特征称作“微相”,把岩石的宏观特征称作“宏观相”。笔者曾写过2篇中文的短文《主编的话——岩石不是微相》和《主编的话——岩石不是岩相》,刊于《古地理学报》(中文版)中。但是此二文尚未引起国内外广大读者的关注。还有,在20世纪80年代,一些中国沉积学家根据野外露头和钻井岩心的岩石宏观特征,提出了“亚相”和“微相”。这个“微相”的定义与外国沉积学家在20世纪40年代根据岩石的显微镜下微观特征提出的“微相”的定义完全不同。这些问题屡屡出现从而迫使笔者,作为《古地理学报》(中文版和英文版)的主编,应该遵循“百花齐放和百家争鸣”的方针,再写出1篇中文及英文兼有的新文章,即《沉积相的一些术语定义的评论》(A review on the definitions of terms of sedimentary facies),把沉积相的一些术语,如“相”、“沉积相”、“岩相”、两种“微相”、“宏观相”、“亚相”等术语的定义讲清楚,并把此文同时在《古地理学报》(中文版和英文版)中刊出。希此文能引起国内外广大读者的关注,并撰写文章和参与这些问题讨论及争鸣,争取逐步得到一些共识,从而促进沉积学和古地理学的进步与发展。     

长江中下游成矿带铁-铜成矿系统结构的地球物理探测: 综合分析

成矿系统是在深部过程驱动下形成的、具有自组织的能量及物质迁移-汇聚系统。系统在形成和演化过程中,在岩石圈不同尺度上留下“痕迹”,这种“痕迹”可以通过地球物理、地球化学和遥感等方法进行探测或观测。文章尝试在成矿系统理论框架下,对近10多年来在长江中下游成矿带进行的多尺度地球物理、地球化学探测结果进行分析,识别典型陆内成矿系统“源区”“通道”“场所”的地球物理、地球化学“痕迹”,尝试构建陆内成矿系统的空间结构模型。主要结论有:(1)长江中下游晚中生代的大规模铁、铜多金属成矿作用是一个完整的成矿系统。该系统包括3个子系统,分别为与高钾钙碱性岩浆岩有关的夕卡岩-斑岩成矿子系统、与橄榄安粗岩有关的陆相火山岩铁(硫)成矿子系统和与碱性岩有关的铜-金(铀)成矿子系统。(2)成矿系统的“源区”来自富集地幔的熔融、底侵,并在壳/幔边界与下地壳物质的混合,具有多级分布特点。幔源岩浆与地壳物质混合的比例决定了成矿金属的类型。(3)成矿带发育的“鳄鱼嘴”构造是铁铜成矿系统的主干“通道”。成矿系统“末端”矿质沉淀的“场所”主要受近地表褶皱、断裂、层间滑脱断层,以及由它们形成的断裂(裂隙)网络控制。(4)区域磁异常、放射性和地球化学异常是成矿系统残留“痕迹”的响应和“标识”。通过分析不同尺度的“标识”特征,可以深入认识成矿系统的空间结构,并可用于深部成矿预测。     

黑河流域下游自然资源与社会经济耦合协调响应机制研究——以阿拉善盟额济纳旗为例

为研究近40 a黑河流域下游自然资源经济系统耦合协调过程和规律,以黑河流域下游阿拉善盟额济纳旗为研究对象,根据《额济纳旗统计年鉴》(1990—2015年)自然资源和社会经济相关数据,建立指标体系,进行综合发展水平研究,通过耦合协调度模型对研究区自然资源和社会经济耦合协调度进行分析,并对2020—2030年两者的耦合协调度进行预测。结果表明: 额济纳旗自然资源综合发展水平从1990年的0.160 0提高到2015年的0.811 5,增长趋向明显; 社会经济综合发展水平从1990年的0.115 0提高到2015年的0.713 8,也呈不断上升的趋势; 二者的综合发展水平曲线变化整体相似。自然资源与社会经济耦合协调程度呈上升趋势,由1990年的“重度失调经济损益型”历经“拮抗”“发展”“磨合”阶段转变为2015年的“高度协调发展同步型”。通过灰色系统理论GM(1,1)模型,预测未来10 a两者耦合协调度将进一步提高。     

四川省矿山遥感监测主要成果与进展

针对四川省矿产资源分布特征,开展了矿山遥感监测工作,构建了“遥感数据源选取—遥感数字图像处理—遥感信息提取—野外验证—图件制作”相对完整且较为成熟的矿山开发遥感监测技术方法体系。以卫星光学遥感数据为主、航空光学遥感数据和雷达数据为辅,并采用无人机遥感图像; 在正射纠正、几何配准、数据融合等图像预处理基础上,结合有关资料建立矿山开采面、矿山建筑、排土场、尾矿库、选矿厂、滑坡和泥石流的遥感解译标志; 采取以目视解译为主、计算机自动提取与目视解译相结合、辅以野外验证的方法进行遥感解译; 建立以遥感调查数据为主要数据源的矿山地质环境评价指标体系与GIS定量评价方法,实现矿山地质环境评价; 采用矿山遥感监测与传统地质环境调查技术相结合方法,开展矿山环境综合治理区划研究。取得的成果与进展包括: ①首次建立了省域矿产资源开发环境本底数据库,为实现矿山开发环境动态监测和国土资源空间数字化管理提供了基础数据; ②监测成果已在矿产卫片执法、矿山环境治理和矿产资源规划等国土资源管理工作中发挥了重要作用,成为了四川省矿政管理的重要参考依据; ③开展了矿山遥感监测技术方法研究与探索,形成了适应川西南山区的矿山遥感监测技术方法体系。     

军事地质及其在现代战争中的作用

军事地质及其相关知识在人类战争历史中发挥着重要的作用,创造了许多战争奇迹。在以深地、深海、深空为特点的"三深"现代化信息战争中,战场环境的利用与评估、打击防御目标的优选排序、战争对人类生存环境影响评估等方面的需求凸显出来,以上都需要与地质密切相关的知识来协助解决。通过梳理与地质密切相关的专业知识在军事上的运用,结合现代战争特点与需求,系统厘定军事地质定义、内容和方向,以及各专业在军事上应用的联系与区别,提出了军民融合地质与军事的三种形式,即"民为军用"、"军为民用"和"军民联合",为现代战争中军事地质研究及基础地质的军民融合提供思路。     

遥感和光谱地质进展及其对矿产勘查的实践应用

根据2009年Economic Geology出版的专辑Remote Sensing and Spectral Geology,近年来发表的相关文献以及研究和应用的实践,对遥感与光谱地质进行了综述.内容从测谱学、TM/ETM和ASTER宽波段遥感应用,到地面和航空高光谱遥感应用与热红外遥感.传统的信息填图主要是解译,现...     

高原机场建设工程“3S”技术综合应用

随着国民经济的高速发展,开发新机场和扩建老机场已经成为西部地区发展经济的重要举措。在青藏高原地区,机场建设前期工程中,如机场选址、机场工程地质、生态环境等因素的评价中,采用何种技术方法尤为重要,将直接影响机场建设工程进展及经费的投入。文章在西藏阿里、四川康定、云南腾冲、昆明小哨等多个机场的工程地质勘察项目实践基础上,探讨“3S”技术在高原区机场建设工程中的作用及其关键技术,提出基于“3S”技术的高原机场建设工程地质勘察关键技术方法,为高原机场建设创优工程与现代化管理提出新的思路。在机场建设工程地质勘察中,应用“3S”技术,通过遥感数字图像处理技术、虚拟现实和全数字摄影测量等高科技,制作测区的高精度正射遥感影像地图以及各个拟选机场的遥感图像三维虚拟动态系列动画图（模型）,在此基础上进行场区的构造地质、工程地质、环境地质以及生态环境等特征信息提取和综合评价,为机场建设工程决策者和具体的工作者提供科学依据。     

现代战争特点及军事地质调查

作为地质学研究对象的地形、地貌、工程地质和地质灾害在传统的接触式战争中发挥过重要的作用,创造了许多战争奇迹,但在以精确全球打击,前线与后方界线模糊、陆军作战作用弱化的现代战争,地质对战争是否还有影响?本文围绕这一问题,通过对战争阶段演化及地质应用历史分析,从现代战争特点和对军事地质需求分析人手,利用军事学思维,讨论了地质学的地质体力学性质、地球化学性质、地球物理性质和地质灾害等内容在现代战争中的作用,主要包括精确打击和重点防御目标的优选、打击地面工事的武器选配、目标侦测和靶区选择、海洋战争环境建设和战争评估、地面临时机动路线规划和工事选址等方面;探讨了军事地质调查的重点区域、方法手段、比例尺选择问题,以及在区域地质、工程地质、水文地质、灾害地质、地球物理调查基础上开展军事地质调查的工作流程及成果表达问题,分析了未来军事地质重点研究发展方向,为地质学在现代战争中的应用提供思路。     

环境地球科学之滑坡地震地质学

本文提出滑坡地震地质学学科概念,属于环境地球科学学科范畴。滑坡地震地质学是研究地震荷载下滑坡发生机理、分布与演化规律的学科;也是借助地震滑坡解决地震地质问题的学科。它是地质灾害学、地震地质学、工程地质学之间的一门交叉边缘学科。其也与固体地球物理学、构造地质学、构造地貌学、环境地质学、数值计算、地理信息系统、遥感、统计分析等学科密切相关。文章从科研层面与应用层面的分类大体构建了滑坡地震地质学的研究框架与体系。科研层面的目的是探索地震滑坡规律,应用层面的目的是地震滑坡防灾减灾。根据科研与应用层面的研究目的,将其研究内容大体分为两部分:（1）研究地震滑坡发生机制、分布样式、演化规律等;（2）建立地震滑坡与地震、发震构造、地震破裂过程等的关系式,进而利用地震滑坡解决地震地质问题,如地震问题（地震参数、地震动强度、地震烈度）、发震构造问题（性质、破裂过程）、地质问题（震区地貌演化）等。最后,从地震滑坡数据库,全球范围多震例的地震滑坡分析,地震滑坡与地震地质对象关联的机理研究,地震滑坡演化规律等方面对该学科进行了展望。总之,考虑到随着遥感与GIS等技术的发展成熟、地震滑坡防灾减灾的越来越迫切的需求、多学科的融合交叉的发展趋势等方面,滑坡地震地质学势必会受到越来越广泛的关注。     

成像光谱遥感技术及其在地质中的应用

成像光谱遥感技术作为20世纪80年代初发展起来的新型遥感技术,代表了遥感定量化的发展方向。概述了当前成像光谱遥感技术的发展和应用现状,探讨了成像光谱数据的特点及其处理技术方法,并介绍了其在地质领域的应用。     

城市地质学基础理论探讨

城市地质有近百年的研究历史,学科研究取得了很大的进展,但是总体上看,学科性质存在较多的争论,城市地质学基础理论难于满足现代城市管理的需求,无法为城市高质量发展提供系统完整的地学解决方案。本文系统梳理了国内外城市地质的发展历程和研究进展,进一步明确了城市地质学的学科性质,运用系统理论提出城市地质系统的概念,并基于这一概念,清晰地界定了城市地质学的研究对象,阐述了现代城市地质学的研究内容和技术框架,为今后形成完善的城市地质学理论体系提供研究基础。     

国外军事地质工作现状与发展趋势

军事地质伴随着军事活动而生,并伴随军事活动和地质科学的发展而发展。通过对国外军事地质的发展历史和现状进行系统的研究,将国外军事地质分为早期孕育期、快速发展期和稳定发展期3个阶段,介绍了国外在军事工程地质、军事水文地质、军事矿产地质、军事海洋地质、军事地球物理和军事遥感地质六大研究方向取得的进展,总结了国外军事地质工作的3个特点,分别为军民共同推进军事地质工作、地质工作与国防建设统筹部署,及军民联合攻关技术成果双向转化应用。提出了未来军事地质的三大趋势,大数据和云计算将成为军事地质工作的重要支撑技术、军事地质将由资源保障走向空间拓展、现代军事地质的保障工作由国内(局部)扩展到全球(全时域),为中国国内军事地质工作发展提供借鉴和参考。     

煤地质学研究新进展及其前景展望——基于International Journal of Coal Geology 2016~2020年文献统计

煤地质学是应用地质学与地球化学的理论和方法研究煤层、煤系及其共伴生矿产资源的物质组成、成因、物理和化学性质及其空间展布规律等的学科。在国家倡导生态文明绿色发展以及2030年前实现碳达峰的战略目标背景下,煤地质学的研究重点也在逐渐发生变化。通过对2016~2020年在International Journal of Coal Geology期刊上发表的文章进行统计分析,阐述了中国煤地质学的发展进程,重点探讨了煤地质学当前的研究热点内容,提出了煤地质学未来可能的发展方向。结果发现:中国学者在该期刊上发表论文数量最多,占27.4%,其次为美国和澳大利亚;按第一作者所属单位依次为中国矿业大学(北京)、昆士兰大学和中国地质大学(北京);按研究方向,煤岩学和有机地球化学方向的论文数量最多,占31.3%,是近5年的研究热点;其次是煤中矿物质、微量元素与地球化学和煤系气方向;预测未来煤炭洁净化利用方向的研究将逐渐增多,与煤地质学相关的交叉学科也将快速发展。     

军事遥感地质编图方法

军事地质成果产品体系是军事地质工作展示应用业绩的重要平台,而军事遥感地质调查成果图件是军事遥感地质调查的核心成果,其编图方法尤为重要。为了满足特殊遥感地质调查需求及规范成果图件编图标准,提出了军事遥感地质编图方法,并对其精度要求、图形编辑方法以及制图工作技术流程进行了初步探讨。通过对编图方法的规范,提高军事遥感地质图件的专业性与适用性,从而为战场建设、军事行动保障和非战争行动等方面提供信息支撑。